FR2500890A1

FR2500890A1 - Centrifugal pump with electric motor drive - has lubricant leakage chamber above bearing to allow detection of seal failure

Info

Publication number: FR2500890A1
Application number: FR8203138A
Authority: FR
Inventors: Herbert Huttasch
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1982-09-03
Also published as: SE8200699L; NL8200025A; IT8219320A0

Abstract

Between the motor casing (2) and the pump housing (3) is an intermediate housing which contains bearing lubrication chamber (8) and a leakage overflow chamber (13). The oil is fed to and from the chamber by means of channels (17,18), and the chamber is sealed off from the pump and the leakage chamber by sealing rings. If the pressurised fluid leaks into the lubrication chamber (3), it will force oil out past the top sealing ring into the leakage chamber. The leakage chamber is sealed off from the motor casing by another sealing gland. If oil is detected in the leakage chamber, this indicates that the lower seal is faulty, and that the pump must be dismantled and the seals replaced before the ball races are damaged by moisture.

Description

La présente invention concerne une pompe centrifuge à moteur électrique se présentant sous la forme d'un groupe compact submersible comportant, entre le moteur électrique et le corps de la pompe, une pré-chambre à huile et une chambre de fuite entourant la pré-chambre à huile à la manière d'un anneau et destinée à recevoir les fuites passant par le joint d'étanchéité de l'arbre de la pompe centrifuge. The present invention relates to a centrifugal pump with an electric motor in the form of a compact submersible group comprising, between the electric motor and the pump body, an oil pre-chamber and a leakage chamber surrounding the pre-chamber. oil in the form of a ring and intended to receive leaks passing through the seal of the shaft of the centrifugal pump.

Dans des groupes de ce type, la disposition de chambres de fuite en vue de capter les fuites inévitables des garnitures est connue. Les modes de réalisation des chambres de fuite connues jusqu'ici rendent cependant nécessaire, selon le type de construction choisi, la mise en place d'un dispositif com pliqué et coûteux à l'intérieur du groupe. C'est ainsi qu'il faut avoir par exemple recours à des pièces supplémentaires à l'aide desquelles les fuites sont guidées autour du roulement à billes de l'arbre du groupe. Du fait de la chambre de fuite, il faut le plus souvent qu'une partie importante de l'arbre soit en porte-à-faux dans la région située entre le roulement à billes et la roue mobile, ce qui soumet l'arbre et le palier a une charge importante et oblige finalement à augmenter la longueur totale du groupe.Le plus souvent, la chambre de fuite ne peut être réalisée que par moulage avec un noyau de sable, ce qui est difficile à mettre en oeuvre sur le plan de la tech nique de la fonderie et est de ce fait coûteux. Souvent, également, l'étanchéité compliquée et sans fiabilité de la chambre de fuite et/ou de son raccord à vis est criticable. Le roulement à billes est mis en danger par I'humidité. En outre, la pré-chambre à huile qui occupe un espace entre la paroi externe du groupe et l'arbre est inutilement importante. Le montage et l'entretien d'un tel groupe peuvent être très compliqués. In groups of this type, the provision of leakage chambers in order to capture the inevitable leaks from the linings is known. The embodiments of the leakage chambers known up to now, however, make it necessary, depending on the type of construction chosen, to install a complicated and expensive device inside the group. For example, additional parts must be used, with the help of which leaks are guided around the ball bearing of the group shaft. Due to the leakage chamber, it is most often necessary that a significant part of the shaft is cantilevered in the region between the ball bearing and the moving wheel, which subjects the shaft and the bearing has a significant load and ultimately requires an increase in the total length of the group. Most often, the leakage chamber can only be produced by molding with a sand core, which is difficult to implement in terms of foundry technology and is therefore expensive. Often, too, the complicated and unreliable leaktightness of the leakage chamber and / or its screw connection is questionable. The ball bearing is endangered by humidity. In addition, the pre-oil chamber which occupies a space between the external wall of the group and the shaft is unnecessarily large. The assembly and maintenance of such a group can be very complicated.

Finalement, il est indispensable de pouvoir changer l'huile dans toutes les positions de montage de la pompe, même quand elle est montée de façon fixe. Du fait que dans de nombreux types de réalisation l'huile de la pré-chambre ne parvient pas dans toutes les positions de montage dans l'interstice d'étanchéité de la garniture à anneau de glissement du côté du moteur, on constate en cet endroit une insuffisance de lubrification et d'évacuation de la chaleur, d'autant plus qu'un coussin d'air servant d1amortisseur de pression doit également subsister dans la pré-chambre à huile
On connait également une pompe centrifuge à moteur submersible dans laquelle la chambre de fuite entoure la pré-chambre à huile sous forme d'un anneau (cette pompe étant connue par l'ouvrage "Die Pumpen" de H. Schulz paru en 1977, pages 261, 262).La pré-chambre à huile est cependant disposée dans ce cas à l'intérieur d'un logement de garniture séparé et de constitution coûteuse, que l'on encastre dans le carter du moteur électrique. Plusieurs des inconvénients déjà mentionnés ci-dessus s'appliquent également au logement de la garniture.Finally, it is essential to be able to change the oil in all the pump mounting positions, even when it is fixedly mounted. Due to the fact that in many embodiments the oil in the pre-chamber does not reach all of the mounting positions in the sealing gap of the slip ring seal on the motor side, it can be seen here insufficient lubrication and heat dissipation, especially since an air cushion serving as a pressure damper must also remain in the oil pre-chamber
There is also known a centrifugal pump with submersible motor in which the leakage chamber surrounds the oil pre-chamber in the form of a ring (this pump being known by the work "Die Pumpen" by H. Schulz published in 1977, pages 261, 262). The oil pre-chamber is however arranged in this case inside a separate packing housing and of expensive constitution, which is embedded in the casing of the electric motor. Several of the drawbacks already mentioned above also apply to the housing of the seal.

Surtout, ce logement ne peut être réalisé qu'au moyen d'un procédé de moulage à noyau de sable qui est coûteux sur le plan de la technique de la fonderie.Above all, this housing can only be achieved by means of a sand core molding process which is costly in terms of foundry technique.

L'invention a pour objet une pompe centrifuge du type mentionné dans le préambule permettant d'encastrer la préchambre à huile et la chambre de fuite dans l'ensemble du groupe tout en faisant en sorte que la fabrication et l'entretien soient peu coateux et que le dispositif ne prenne que peu de place. The invention relates to a centrifugal pump of the type mentioned in the preamble for embedding the oil pre-chamber and the leakage chamber throughout the group while ensuring that the manufacturing and maintenance are inexpensive and the device takes up little space.

Selon l'invention, le problème est resolu du fait que la pré-chambre à huile et la chambre de fuite sont disposées ensemble dans un logement inte-médiaire ouvert sur un côté et se fermant au moyen d'un couvercle ou de la paroi du corps de la pompe ou du carter du moteur. According to the invention, the problem is solved by the fact that the oil pre-chamber and the leakage chamber are arranged together in an intermediate housing open on one side and closing by means of a cover or the wall of the pump or motor housing.

On peut réaliser les deux chambres sans dépouilles et sans autres particularités compliquant leur façonnage. Le logement intermédiaire peut donc etre réalisé d'une façon relativement peu couteuse. Lorsque la fabrication s'effectue par coulée, il est inutile d'avoir recours aux noyaux qui étaient nécessaires jusqu'alors. Du fait de l'accès libre au moule du logement, il est possible d'utiliser avec avantage d'autres procédés de fabrication et d'autres matériaux. We can realize the two rooms without spoils and without other particularities complicating their shaping. The intermediate housing can therefore be produced in a relatively inexpensive manner. When manufacturing is done by casting, there is no need to use the cores that were necessary until then. Due to the free access to the mold of the housing, it is possible to use with advantage other manufacturing methods and other materials.

Ose ansi que le logement i intermédiaire selon l'inven- tion peut être réalisé par emboutissage profond de tôle ou au moyeu d'un procédé à injection de matière synthétique. So that the intermediate housing i according to the invention can be produced by deep drawing of sheet metal or by means of a plastic injection process.

Pour simplifier l'entretien de la pré-chambre à huile, on prévoit ?e: conduites qui sont connues en soi et qui relient le côté externe du groupe à la pré-chambre à huile en traversant la chambre de fuite. To simplify the maintenance of the oil pre-chamber, provision is made for: pipes which are known per se and which connect the external side of the group to the oil pre-chamber by crossing the leak chamber.

La chambre de fuite peut en outre servir de réceptacle collecteur pour les graisses usées qui seraient refoulées dans le cas d'un graissage des paliers au moyen de graisseurs. The leakage chamber can also serve as a collecting receptacle for the used grease which would be discharged in the event of lubrication of the bearings by means of grease nipples.

L'invention sera maintenant expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation. The invention will now be explained in more detail using an example embodiment.

La figure unique du dessin est une vue en coupe d'un groupe moto-pompe centrifuge dans la zone du logement intermédiaire. The single figure of the drawing is a sectional view of a centrifugal motor-pump unit in the area of the intermediate housing.

Sur ce dessin, sont visibles le carter intermédiaire (1) le carter du moteur électrique (2)et le corps de la pompe (3). In this drawing, the intermediate casing (1) is visible, the casing of the electric motor (2) and the pump body (3).

L'arbre (4) qui est commun au moteur électrique et à la pompe centrifuge porte une roue mobile ou à aubes (5). Le carter intermédiaire (1) qui est ouvert du côté de la pompe est fermé par la paroi du corps (3) de la pompe.The shaft (4) which is common to the electric motor and to the centrifugal pump carries a movable or paddle wheel (5). The intermediate casing (1) which is open on the side of the pump is closed by the wall of the body (3) of the pump.

La garniture d'étanchéité (7) à anneau de glissement qui est située du côté de la pompe sert d'abord à assurer chéité de l'enceinte de pression (6) de la pompe centrifuge. The sliding ring seal (7) which is located on the side of the pump first serves to ensure the pressure chamber (6) of the centrifugal pump.

A l'arrière de celle-ci est disposée la pré-chambre à huile (8) entourant l'arbre (4) et comprenant un coussin d'air agissant en tant qu'amortisseur de pression, qui est de son côté rendue étanche par une garniture à anneau de glissement (9).At the rear of this is arranged the oil pre-chamber (8) surrounding the shaft (4) and comprising an air cushion acting as a pressure damper, which is in turn sealed by a sliding ring packing (9).

Entre la garniture à anneau de glissement (9) située du côté du moteur et une bague d'étanchéité (10) protégeant directement le moteur électrique est prévue une chambre (11) qui entoure concentriquement l'arbre (4) et qui est en liaison par une conduite (12) avec une chambre de fuite (13) qui entoure à la manière d'une ceinture la zone où se trouvent les garnitures d'étanchéité et la pré-chambre à huile (8). Between the sliding ring lining (9) located on the motor side and a sealing ring (10) directly protecting the electric motor is provided a chamber (11) which concentrically surrounds the shaft (4) and which is connected by a pipe (12) with a leakage chamber (13) which surrounds in the manner of a belt the area where the seals and the oil pre-chamber (8) are located.

Les fuites provenant de l'enceinte de pression (6) et passant par la garniture d'étanchéité à anneau de glissement (7), la pré-chambre à huile (8) et la garniture d'étanchéité à anneau de glissement (9) sont envoyées par la conduite (12) dans l'espace collecteur de fuites (13) sans qu'elles mettent en danger le roulement à billes (14) disposé à l'arrière de la bague d'étanchéité (10) ou sans venir en contact quelconque avec ce dernier. La tête (16) de l'enroulement disposé dans l'enceinte (15) du carter (2) du moteur électrique est également protégée de l'humidité. Leaks from the pressure chamber (6) and passing through the sliding ring seal (7), the oil pre-chamber (8) and the sliding ring seal (9) are sent via the pipe (12) into the leakage collecting space (13) without endangering the ball bearing (14) disposed at the rear of the sealing ring (10) or without coming into any contact with the latter. The head (16) of the winding disposed in the enclosure (15) of the casing (2) of the electric motor is also protected from moisture.

Pour remplir la pré-chambre à huile (8), on prévoit une conduite (17) traversant la chambre de fuite (13); pour vider complètement la pré-chambre à huile (8), on prévoit une conduite (i8) qui traverse également la chambre de fuite (13) mais dans un emplacement situé un plus bas. To fill the pre-oil chamber (8), a pipe (17) is provided passing through the leakage chamber (13); to completely empty the oil pre-chamber (8), a pipe (i8) is provided which also passes through the leak chamber (13) but in a lower location.

Le remplissage et le vidage complet de la pré-chambre à huile sont possibles sans problèmes aussi bien lorsque le groupe est utilisé en position horizontale ou verticale que lorsqu'il est monté de façon fixe. L'embouchure de la conduite 517) dans la pré-chambre à huile (8) est prévue en un emplacement assurant dans toutes les positions de montage le maintien d'un coussin d'air constituant un amortisseur de pression dans la pré-chambre à huile (8). Full filling and emptying of the oil pre-chamber is possible without problems both when the unit is used in horizontal or vertical position and when it is fixedly mounted. The mouth of line 517) in the oil pre-chamber (8) is provided in a location ensuring in all mounting positions the maintenance of an air cushion constituting a pressure damper in the pre-chamber to oil (8).

Claims

- CLAIMS

1. - Centrifugal pump with electric motor in the form of a compact submersible group, comprising between the electric motor (2) and the body (3) of the pump an oil pre-chamber (8) as well as a united leak chamber (13) which surrounds the oil pre-chamber (8) in the manner of a ring and which is intended to receive the leaks passing through the seal (7) of the shaft (4) of the centrifugal pump, characterized in that the oil pre-chamber (8) and the leak chamber (13) are arranged together in an intermediate casing (1) open on one side and closing by means of a cover or the wall of the pump body or of the motor housing (3,2).

2. - centrifugal pump with electric motor according to claim 1, characterized in that pipes (17, 18) known per se and intended for filling and emptying the oil pre-chamber (8) connect, passing through the chamber leakage (13), the external side of the oil pre-chamber group (8).